钢材是不燃性材料,但并不说明钢材能抵抗火灾。耐火试验与火灾案例调查表明,以失去支持能力为标准,无保护层时钢柱和屋架的耐火极限只有0.25h,而裸露钢梁的耐火极限仅为0.15h。温度在200 ℃以内,可以认为钢材的性能基本不变;当温度超过300 ℃以后,钢材的弹性模量、屈服点和极限强度均开始显著降低;达到600 ℃时,弹性模量、屈服点和极限强度均接近于零,已失去承载力。所以,没有防火保护层的钢结构是不耐火的。必须对钢结构采取有效的保护措施,阻隔温度,提高钢结构耐火极限。
钢材防火的防护措施主要有外包层防火法、防火涂料法、充水法(水套)和屏蔽法。
(1)外包层防火法。在钢结构外表添加外包层,可以现浇成型,也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝,并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层,砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆,也可以掺入珍珠岩或石棉。同时,外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板,采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。
(2)防火涂料法。在钢结构上喷涂防火涂料以提高其耐火极限。防火涂料按受热时的变化可分为膨胀型(薄型)和非膨胀型(厚型)两种。膨胀型防火涂料的涂层厚度一般为2～7mm,附着力较强,有一定的装饰效果。由于其内含膨胀组分,遇火后会膨胀增厚5～10倍,形成多孔结构,因而可以起到良好的隔热防火作用,根据准备层厚度可使构件的耐火极限达到0.5～1.5h。非膨胀型防火涂料的涂层厚度一般为8～50mm,呈粒状面,密度小、强度低,喷涂后需再用装饰面层隔护,耐火极限可达0.5～3.0h。为使防火涂料牢固地包裹钢构件,可在涂层内埋设钢丝网,并使钢丝网与钢构件表面的净距保持在6 mm左右。
(3)充水法(水套)。空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度,水在钢结构内循环,吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环,或由管道引入凉水来取代受热的水。
(4)屏蔽法。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内,或将构件包藏在两片墙之间的空隙里,只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。
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一、名词解释
1.屈强比;2.时效;3.伸长率;4.冲击韧性;5.冷弯性能;6.冷加工;7.时效敏感性;8.热处理。
二、填空题
1.按脱氧程度不同,钢材可分为_________、________及特殊镇静钢。
2.钢的品种较多,按化学成分可分为_________和_________。
3.低碳钢从受力至拉断,全过程可划分为________、________、________、________四个阶段。
4.钢材在交变荷载反复作用下,在最大应力远低于抗拉强度时而发生的突然破坏称为_________。
5.钢筋冷弯试验规定弯曲角度为________或________。
6.钢材的冷弯性能用________及________与________或直径的比值来表示。
7.冷弯性能不合格的钢筋,表示其________性较差。
8.钢材抗拉性能的强度指标为________和________。
9.衡量钢材塑性的指标有_________、_________、_________。
10.锰可以使钢材的强度提高,同时还具有________的作用,降低热脆性。
11.钢材的“三冷”操作通常是指________、_________和________。
12.碳素钢按含碳量的多少可分为_________、_________和_________。建筑上多采用_________。
13.碳素结构钢的四个牌号可分为_________、_________、_________、_________。
14.热轧钢筋按轧制外形可分为_________钢筋和_________钢筋。
15.热轧光圆钢筋的牌号有_________;热轧带肋钢筋的牌号分别为_________、________、________、________、________、________、________、________、________。
16.钢筋经冷加工及时效处理后,塑性和韧性_________。
17.低合金高强度结构钢与碳素结构钢相比,其强度较高,耐低温性_________。
18.冷拉并时效处理钢材的目的是_________和_________。
19.Q235AF表示_________;Q390NDZ表示________;HRBF500表示________。
20.牌号为Q235BF的钢,其性能_________于牌号为Q235AF的钢。
21.钢材热处理工艺有________、________、________、________等形式。
三、选择题
1.结构设计时,碳素钢以( )作为设计计算取值的依据。
A.弹性极限 B.屈服强度 C.抗拉强度 D.弹性模量
2.钢材拉断后的断后伸长率用于表示钢材的( )。
A.塑性 B.弹性 C.强度 D.冷弯性能
3.使钢材产生热脆性的有害元素主要是( )。(www.xing528.com)
A.碳 B.硫 C.磷 D.硅
4.使钢材产生冷脆倾向的有害元素主要是( )。
A.碳 B.硫 C.氧 D.磷
5.钢材的屈强比越小,则其( )。
A.塑性越小B．抗冲击性越低
C.屈服强度越高 D.利用率越低,安全性越高
6.对于同一种钢材,伸长率δ5与δ10的关系为( )。
A.δ5＜δ10B.δ5＞δ10C.δ5 ＝δ10D.无规律
7.反映钢材在均匀变形下的塑性指标为( )。
A.伸长率 B.延伸率 C.冷弯 D.冷扭
8.同一种钢种,质量最优的是( )。
A.沸腾钢 B.镇静钢 C.半镇静钢 D.特殊镇静钢
9.评价钢材可靠性能的一个参数是( )。
A.屈强比 B.屈服比 C.弹性比 D.抗拉比
10.疲劳破坏属于( )。
A.脆性断裂 B.塑性断裂 C.韧性断裂 D.弹性断裂
11.既能揭示钢材内部组织缺陷又能反映钢材在静载下的塑性的试验是( )。
A.拉伸试验 B.冷弯试验 C.冲击韧性试验 D.压缩试验
12.普通钢筋混凝土结构用钢的主要品种为( )。
A.热轧钢筋 B.热处理钢筋 C.钢丝 D.钢绞线
13.下列钢筋牌号,属于光圆钢筋的是( )。
A.HPB300 B.HRB400 C.HRB500 D.HRB600
14.下列钢种中,主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋,广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中的是( )。
A.优质碳素结构钢 B.低合金高强度结构钢
C.碳素结构钢 D.特殊性能钢
15.下列不属于碳素结构钢牌号的是( )。
A.Q215 B.Q235 C.Q260 D.Q275
16.钢材随钢号(也称牌号)增大,其塑性和冲击韧性( )。
A.降低 B.提高 C.不变 D.无规律性
17.不锈钢中常加的元素为( )。
A.铜 B.铬 C.铁 D.锰
四、问答题
1.钢材的屈强比在工程中有何实际意义?
2.什么是钢材的冷弯性能? 怎样判定钢材冷弯性能合格?
3.为什么Q235号碳素结构钢能在建筑工程中得到广泛应用?
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